江苏大学传热学基础重点知识

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1、传热学基础重要知识点一、基本概念和定义1、定义热传导（导热)：物体各部分之间不发生相对位移或两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。温度差是导热进行的必要条件；物体直接接触，不发生位移；导热可以发生在固体、液体、气体中；导热是物质的固有本质；温度差可以在物体内部的不同部位，也可以是两个不同温度的物体相互接触时。热对流：由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移，冷、热流体相互掺混所导致的热量传递过程。热对流仅能发生在流体中热对流必然同时伴随着热传导！热对流与对流换热对流换热：流体流过固体表面时的热量传递过程对流换热

2、的特点：导热与热对流同时存在的复杂热传递过程；必须有直接接触（流体与壁面）和宏观运动，也必须有温差；由于流体的粘性和受壁面摩擦阻力的影响，紧贴壁面处会形成速度梯度很大的边界层。热辐射：物体因热的原因转化本身的热力学能向外发出辐射能的现象物体的温度越高、辐射能力越强；若物体的种类不同、表面状况不同，其辐射能力不同辐射换热：物体间靠热辐射方式进行的热量传递!!辐射换热与热辐射传热过程：通常由导热、热对流、热辐射组合形成温度较高的流体经过固体壁将热量传给壁另一侧冷流体的过程。2、公式导热的基本定律---傅里叶定律（1822年）ttww12AAxt导热

3、系数（热导率）WmKtww21——表示材料导热性能的大小，物性参数ttΦAww122xxA：垂直于导热方向的截面积m对流换热计算式牛顿冷却公式（1701）hAtwft流体被加热hAthAtfwt流体被冷却式中为对流换热量；A为与流体接触的壁面面积；tw和tf为固体壁面和流体的温度；2h为对流换热系数(表面传热系数)，单位为W/.mK—当流体与壁面温度相差1度时、每单位壁面面积上、单位时间内所传递的热量斯蒂芬——波尔兹曼定律：44TbATcAbW100式中为黑体在某温度下发射的辐射能；

4、824b称为黑体辐射常数b5.6710W/mKT为黑体的热力学温度，K；24c称为黑体辐射系数cb5.67W/mKb实际物体：44TATcAWbb100传热方程式无限大平壁为例，推导传热过程的计算公式。热流体与壁左侧的对流换热量：1hAt1fw1t1W通过壁的导热量：A2tww1t2W右侧壁与冷流体的对流换热量：2hAt2wf2t2W假设传热过程是稳态的，则这三部分的热量相等的，联立上述三式，消去未知的两个壁面温度，整理得传热过程热流量的计算公式：ttff12KAtW11h

5、AAhA12K为总传热系数二、导热和稳态导热1温度场温度场是指某一时刻空间所有各点温度分布的总称。分类：tfxyz、、、稳态温度场t0稳态导热时间坐标非稳态温度场t0非稳态导热一维温度场：tx(,)一维导热空间坐标二维温度场：t(,,)xy二维导热三维温度场：t(,,z,)xy三维导热2温度梯度TT定义：数值上等于温度场某点处法线方向上的t温度变化率（x），方向为等温线该点处的法gradT线方向中指向温度升高一侧的向量。TttAgradtlimnnn0nnTTq直角坐标系：tttgr

6、adtijkxyzt傅里叶导热定律数学表达式：qngradtn3导热系数导热系数的定义可以由傅立叶定律得出，即：W/.mK总体上，有如下规律：固液气固相液相气相金非纯金属合金严格意义上讲，每种物质的导热系数都是受温度影响的，但不同物质的导热系数随温度变化的规律是不同的。4导热微分方程和定解条件ttqtfxyz,,,nn确定导热体内的温度分布是导热理论的首要任务。根据能量守恒定律：导入导出微元体中微元体内微元体的内热源的能的增量净热量发热量222tttt2

7、22cxyzc令a，得：c222tttta222xyzc内能变化项内热源生成项导热项导热微分方程的一般表达式，它对于稳态、非稳态，一维、多维，有无内热源都是适用的。t2222at2tttt222cxyz无内热源：tat2稳态温度场：2t0222无内热源且稳态：2t00ttt222xyz2dt无内热源的无限大平壁的稳态导热的导热微分方程式：02dx5单值性条件单值性条件（定解条件）包括初始条件和边界条件。（1